Analisi e introduzione di sistemi di monitoraggio dei consumi energetici per grandi edifici pubblici

Riassunto: in questo articolo verranno analizzati in dettaglio la classificazione specifica e i dispositivi di consumo energetico dettagliati delle apparecchiature installate nel sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici e le informazioni sui dati rilevati dal consumo energetico dei grandi edifici pubblici saranno dinamicamente analizzate analizzato con l'aiuto di GPRS / Wi-Fi e altre tecnologie di trasmissione wireless, in modo da dare un contributo pratico alla causa del risparmio energetico e della riduzione dei consumi in Cina, monitorare il consumo energetico dei grandi edifici pubblici e ottimizzare e controllare efficacemente se eccessivi si rileva il consumo energetico.

Parole chiave: sistema di monitoraggio; Dispositivo di consumo energetico; Sistema di controllo

0.Sfondo

Il Ministero cinese delle Costruzioni ha proposto che, attraverso l'analisi statistica dei big data, entro la fine del 2020 la superficie totale edificabile del Paese supererà i 40 miliardi di metri quadrati e il consumo energetico degli edifici raggiungerà 1,09 miliardi di tonnellate di carbone standard. L'energia direttamente consumata dagli edifici nel processo di costruzione e utilizzo ha rappresentato circa il 30% del consumo energetico totale dell'intera società. Attualmente in Cina esistono alcuni problemi nella misurazione, trasmissione e supervisione del risparmio energetico del consumo energetico dei grandi edifici pubblici. Una gestione estensiva del consumo energetico causerà, in una certa misura, molti sprechi energetici. Il monitoraggio del consumo energetico e la gestione del risparmio energetico dei grandi edifici pubblici sono diventati il ​​fulcro del risparmio energetico e della riduzione dei consumi in Cina. Sebbene la Cina abbia effettuato la supervisione dell’informatizzazione, ci sono molti problemi di occultamento nel processo di reporting dei dati, il che aumenta direttamente la difficoltà delle statistiche dei dati sul consumo energetico a causa del basso grado di automazione della raccolta dei dati e del basso grado di informatizzazione della gestione. Al fine di ottenere una raccolta accurata dei dati sul consumo energetico e un efficace controllo dinamico del consumo energetico, questo documento analizzerà in dettaglio il sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici.

1. Sviluppo di un sistema di monitoraggio del consumo energetico per grandi edifici pubblici in patria e all'estero

Guardando all'estero, la tecnologia edilizia intelligente straniera è relativamente matura e anche il livello intelligente e automatico dei dati sul consumo energetico e del monitoraggio delle informazioni è relativamente elevato. Per i paesi sviluppati, in particolare per i grandi edifici pubblici, viene prestata grande attenzione al monitoraggio del consumo energetico, le apparecchiature intelligenti per il monitoraggio del consumo energetico vengono costantemente migliorate e il sistema di ingegneria funziona stabilmente. In Cina, nonostante sia stata applicata la tecnologia edilizia intelligente, manca un sistema sistematico di integrazione edilizia intelligente, non sono stati formati concetti e idee rilevanti e esiste ancora un ampio divario con i paesi stranieri. Durante il funzionamento di molti sistemi di costruzione intelligenti in Cina, la mancanza di un meccanismo di funzionamento complessivo dei relativi sistemi porterà al problema di raddoppiare il risultato con la metà dello sforzo, con conseguente spreco di investimenti. Il tempo reale, l'affidabilità e la stabilità del sistema di monitoraggio intelligente degli edifici sono difficili da raggiungere il livello standard mondiale. Attualmente, molte imprese straniere di tecnologia dell'informazione hanno sviluppato prodotti sistematici corrispondenti per il sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici. L'americana Honeywell, l'americana Johnson Controls, la tedesca Siemens e altre società hanno svolto attivamente la ricerca e lo sviluppo di prodotti per sistemi di monitoraggio del consumo energetico, in modo da promuovere il funzionamento del sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici nazionali per essere più stabile ed efficiente. Sebbene vi siano imperfezioni nello sviluppo degli edifici intelligenti in Cina, questi si stanno sviluppando attivamente grazie agli sforzi congiunti dello Stato e delle imprese. Il sistema cinese di misurazione e gestione del consumo energetico Shanghai Yuanshang e il sistema di gestione energetica degli edifici Advantech BEMS mostrano tutti il ​​loro valore unico e sono ampiamente utilizzati nel monitoraggio del consumo energetico di grandi edifici pubblici in Cina.

2 Raccolta dati sul monitoraggio dei consumi energetici dei grandi edifici pubblici

2.1 Raccolta dati di monitoraggio dei consumi energetici

Il sistema di dati interni sul consumo energetico dei grandi edifici pubblici è complesso ed esistono molte unità che consumano energia. Per svolgere un buon lavoro nel quadro del sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici, è necessario controllare il contenuto dei dati di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici. In base ai requisiti emessi dalla Cina nei contenuti specifici degli edifici degli uffici statali e dei grandi edifici pubblici, il contenuto di monitoraggio delle informazioni sui dati sul consumo energetico dei grandi edifici pubblici è mostrato nella Figura 1.

Figura 1 contenuto della raccolta dati per il monitoraggio del consumo energetico

2.2 Elaborazione dati monitoraggio consumi energetici

Nel processo di monitoraggio del consumo energetico di grandi edifici pubblici, le informazioni sui dati di consumo energetico possono essere rilevate con l'aiuto di dispositivi generali di ispezione e misurazione e vari dati possono essere monitorati sulla base del chiarimento dei valori di picco e di valle della misurazione del consumo energetico dispositivi. Verificare la potenza nel wattorametro. Al fine di garantire l'efficacia della raccolta di dati e informazioni, la raccolta di dati e informazioni può essere eseguita due volte di seguito e gli errori delle due raccolte di dati e informazioni possono essere controllati per garantire che la potenza sia inferiore al doppio della potenza di picco delle apparecchiature che consumano energia sulla strada. Per garantire l'accuratezza della raccolta delle informazioni sui dati, è inoltre necessario effettuare il calcolo dei dati relativi al consumo energetico della sottovoce, effettuare il rilevamento con l'aiuto di dispositivi di misurazione e garantire il livello di misurazione e rilevamento in combinazione con il metodo di calcolo di vari indicatori di consumo energetico.

3Quadro costruttivo del sistema di monitoraggio dei consumi energetici per i grandi edifici pubblici

3.1 Quadro di sistema

Il sistema di monitoraggio del consumo energetico degli edifici pubblici su larga scala studiato in questo documento è progettato in stretta conformità con i requisiti del "sistema di monitoraggio del consumo energetico degli edifici per uffici degli organi statali e degli edifici pubblici su larga scala - manuale di orientamento per lo sviluppo del software", che soddisfa efficacemente gli standard di progettazione specificati nel nostro paese. La modalità di costruzione del sistema di monitoraggio del consumo energetico per grandi edifici pubblici è mostrata nella Figura 2. Il suo scopo principale è ottenere le informazioni sui dati front-end del collettore. Per quanto riguarda le risorse informative e il livello dati, si tratta di ottenere l'acquisizione e la trasmissione di informazioni di prima mano sui dati sul consumo energetico nei grandi edifici pubblici e classificare le informazioni sui dati sul consumo energetico raccolti. Per il livello applicativo, copre quattro livelli: gestione dei dati e delle informazioni, analisi e visualizzazione, servizio informazioni e gestione in background. Molte parole sono coperte in diversi livelli. La funzione del livello applicativo nel monitoraggio del consumo energetico di grandi edifici pubblici viene utilizzata per l'elaborazione, la visualizzazione e il monitoraggio delle informazioni sui dati sul consumo energetico. Nel livello dell'applicazione, ciascuna funzione può essere considerata come un modulo di sistema indipendente. Quando si progetta il modulo del livello applicativo, ciascun modulo di elaborazione dovrebbe essere relativamente indipendente per ridurre l'interferenza reciproca tra ciascun modulo e aprire la strada alla successiva elaborazione delle informazioni sui dati sul consumo energetico. Per il livello prestazionale, si tratta di analizzare le informazioni sui dati sul consumo energetico degli edifici pubblici su larga scala per i diversi ruoli nella società in combinazione con le loro esigenze effettive.

Figura 2 quadro costruttivo del sistema di monitoraggio del consumo energetico per grandi edifici pubblici

3.2 Architettura del software

Il monitoraggio dei consumi energetici dei grandi edifici pubblici viene generalmente controllato e gestito con l'ausilio di app software. Il software del sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici menzionato in questo documento copre il terminale di monitoraggio, il database, il sistema di gestione dei dati, il sistema di acquisizione dati, il firewall, la rete di comunicazione, il concentratore e il terminale di acquisizione delle informazioni sui dati dell'edificio. Le informazioni sui dati sul consumo energetico raccolte dal sistema dell'edificio intelligente verranno trasmesse al concentratore dati per l'elaborazione centralizzata delle informazioni sui dati sul consumo energetico e sullo stato operativo come contatore di energia elettrica, contatore dell'acqua, contatore di raffreddamento e contatore del gas nell'edificio. Il concentratore convertirà le informazioni sui dati in pacchetti di protocollo TCP/IP. Sotto l'azione del firewall, la rete di comunicazione promuoverà il funzionamento del modulo di elaborazione delle informazioni sui dati e trasmetterà le informazioni relative ai dati sul consumo energetico al database. Il sistema di acquisizione dati gestisce il protocollo di comunicazione del terminale dell'edificio nel concentratore e controlla regolarmente gli errori nella comunicazione dei dati. Condurre l'elaborazione dei dati rilevanti per molti contenuti come perdita di dati e lavoro anomalo, ottenere in modo efficace informazioni sui dati rilevanti nel database e monitorare, valutare, analizzare, archiviare e visualizzare dinamicamente il consumo energetico nell'edificio in combinazione con gli indicatori di monitoraggio del consumo energetico impostati dal sistema. Il terminale di monitoraggio generalmente otterrà i dati rilevanti dal database e otterrà i risultati della valutazione per un'analisi e un controllo completi. Il terminale di monitoraggio analizzerà le istruzioni di controllo in combinazione con il database, il sistema di acquisizione dati, la rete di comunicazione, il firewall, il concentratore, ecc., in modo da controllare lo stato delle informazioni sui dati del terminale di acquisizione dell'edificio.

4Tecnologie chiave del sistema di monitoraggio dei consumi energetici per grandi edifici pubblici.

4.1 Tecnologie di accesso ai terminali di acquisizione di consumi energetici multipli

Nel sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici, una delle tecnologie chiave è una varietà di tecnologie di accesso ai terminali di acquisizione del consumo energetico, in modo da integrare e raccogliere una varietà di consumi energetici negli edifici pubblici. Esistono diverse tecnologie di accesso a più terminali di acquisizione del consumo energetico in diverse marche di sistemi di monitoraggio del consumo energetico. È molto importante come collegare più terminali di acquisizione del consumo di energia con un concentratore. Poiché esistono protocolli privati ​​per diversi sistemi di monitoraggio del consumo energetico, quando si seleziona il sistema di monitoraggio del consumo energetico di grandi edifici pubblici, dovremmo analizzare i sistemi di diversi marchi, chiarire i protocolli privati ​​e le modalità di raccolta e connessione del consumo energetico di ciascun marchio e garantire che il sistema di monitoraggio del consumo energetico sviluppato da diversi marchi possa soddisfare le effettive esigenze di utilizzo dei grandi edifici pubblici, garantire che il sistema software possa essere facilmente collegato a diversi terminali di acquisizione del consumo energetico.

4.2 Tecnologia di sviluppo del software di sistema

Nell'effettiva applicazione del sistema di monitoraggio del consumo energetico degli edifici pubblici su larga scala, è necessario introdurre la tecnologia di sviluppo di questa piattaforma software in combinazione con la struttura generale e le caratteristiche a strati del sistema. Con l'aiuto di Java, Javascrip e altri linguaggi di programmazione per la progettazione della codifica dei programmi, il repository dei dati è collegato alla tecnologia di archiviazione cloud per garantire la sicurezza e l'enorme capacità di archiviazione delle informazioni sui dati sul consumo energetico. Durante la trasmissione e la comunicazione delle informazioni sui dati, è necessario selezionare uno standard di comunicazione dati RS485 stabile per garantire il funzionamento di alta qualità delle informazioni sui dati memorizzati.

5Introduzione al sistema di monitoraggio del consumo energetico ankerui

Il sistema di monitoraggio online del consumo energetico Acrel-5000 è un sistema di gestione e analisi dell'energia lato utente. Basato sul sistema di gestione dell'energia elettrica, aggiunge la raccolta centralizzata e l'analisi della capacità di acqua, gas, carbone, petrolio e calore (raffreddamento). Suddividendo e contando tutto il consumo di energia dal lato utente, mostra l'uso e il consumo di varie energie ai manager o ai decisori con dati e grafici intuitivi. È conveniente scoprire punti di consumo energetico elevato o abitudini di consumo energetico irragionevoli, risparmiare efficacemente energia e fornire un supporto dati accurato per l'ulteriore trasformazione del risparmio energetico degli utenti o l'aggiornamento delle apparecchiature. Gli utenti possono implementare l'audit energetico in conformità con le normative nazionali pertinenti, analizzare la situazione attuale, individuare problemi, sfruttare il potenziale di risparmio energetico, proporre misure pratiche di risparmio energetico e presentare rapporti di audit energetico al dipartimento amministrativo di conservazione energetica del governo popolare pari o superiore al livello di contea.

5.1 Struttura della piattaforma

Il sistema di monitoraggio online del consumo energetico Acrel-5000 utilizza computer, apparecchiature di comunicazione e unità di misurazione e controllo come strumenti di base e adotta una o più modalità di rete combinate di bus di campo, rete ad anello in fibra ottica o comunicazione wireless in base alla situazione reale del sito, fornendo una piattaforma di base per l'acquisizione dati in tempo reale, la gestione remota e il controllo di grandi edifici pubblici. Può formare qualsiasi sistema di monitoraggio complesso con apparecchiature di rilevamento. È aperto, collegato in rete, unitario e configurabile e adotta la struttura integrata intelligente gerarchica, gerarchica e distribuita orientata agli oggetti. Stabilire la seguente gerarchia:

Figura 3 struttura della piattaforma

5.2 Funzioni della piattaforma

(1) Il sistema può contare il consumo energetico di ciascuna classificazione degli edifici - elettricità, acqua, gas, riscaldamento centralizzato, raffreddamento centralizzato e altri consumi energetici in base all'anno di servizio, e convertirlo automaticamente nel corrispondente consumo standard di carbone, in modo da per riflettere il consumo energetico e il consumo energetico complessivo di ciascuna classificazione degli edifici nell'anno in corso. Il sistema visualizza la percentuale del consumo energetico dei quattro principali sottoelementi energetici dell'edificio sotto forma di grafico a torta. Il sistema mostra l'andamento dei consumi di vari consumi energetici con curve e grafici, che è conveniente per il proprietario cogliere il consumo energetico in tempo reale e in modo intuitivo.

(2) Il sistema può interrogare il consumo energetico in base al nome della filiale del consumo energetico classificato e visualizzare il consumo energetico di picco del giorno corrente e del mese corrente. Mostra il confronto tra i consumi energetici del giorno corrente, del mese corrente, dell'anno corrente e dello stesso periodo di ieri, dello stesso periodo del mese scorso e dello stesso periodo dell'anno scorso. Il consumo energetico delle ultime 48 ore, 31 giorni, 12 mesi e 3 anni viene visualizzato in una barra. Nell'angolo in alto a destra è mostrata la curva degli ultimi 15 minuti (il contatore elettrico mostra la curva di potenza e il flussometro mostra la curva di portata).

(3) Il sistema seleziona e imposta i punti di misurazione del consumo energetico in base alla distribuzione del consumo energetico dell'edificio, in modo che il sistema di monitoraggio del consumo energetico possa coprire l'intero edificio. L'utente del sistema può accedere al report statistico del consumo energetico di ciascun nodo di consumo energetico dell'edificio attraverso la relativa interfaccia per ridurre il "funzionamento, l'emissione, il gocciolamento e le perdite" e l'errore di misurazione del consumo energetico.

(4) Secondo le linee guida per la raccolta dei dati sul consumo energetico delle sottovoci degli edifici residenziali, il sistema divide il consumo energetico degli edifici in prese di illuminazione, condizionatori d'aria, potenza e potenza speciale, seleziona e imposta i dispositivi di misurazione, divide ed effettua statistiche in base alle aree di consumo energetico o alle aree funzionali e visualizza il consumo energetico dell'area sotto forma di dichiarazioni e grafici a barre di confronto.

(5) Il sistema può individuare con precisione attrezzature o aree con un grande consumo di energia, in modo da facilitare la direzione nella formulazione di un sistema di valutazione delle prestazioni di risparmio energetico e promuovere l'attuazione efficace del risparmio energetico e della riduzione dei consumi. Stabilire file di registro delle operazioni per le principali apparecchiature che consumano energia, tenere traccia e registrare i risultati dell'analisi dell'efficienza energetica e della valutazione durante il funzionamento delle apparecchiature per un lungo periodo e fornire le basi per il funzionamento e la manutenzione delle apparecchiature in combinazione con i registri di manutenzione delle apparecchiature.

(6) Il sistema fornisce una funzione di gestione gerarchica dell'autorità e fornisce un'interfaccia aperta per la manutenzione delle informazioni per gli utenti con autorità. Gli utenti possono aggiungere, eliminare, modificare e interrogare le informazioni sugli edifici e sui punti di misurazione all'interno del raggio di monitoraggio del sistema. Le informazioni sull'edificio includono il tipo di edificio, l'età di costruzione, l'area dell'edificio, il numero del personale dell'edificio, ecc. Il sistema fornisce anche una funzione di inserimento manuale per le informazioni di misurazione che non possono essere raccolte automaticamente, in modo che gli utenti possano controllare il consumo energetico complessivo degli edifici.

5.3 Caricamento dei dati

In base ai requisiti delle specifiche del protocollo di interfaccia della piattaforma di sistema definite nelle specifiche tecniche del sistema di monitoraggio online per il consumo energetico dei principali utenti di energia, il sistema di monitoraggio online per il consumo energetico di ankerui caricherà le informazioni di base, lo strumento di misura informazioni, dati sul consumo energetico e dati sull'efficienza energetica delle imprese consumatrici di energia sulla piattaforma provinciale o nazionale, e i dati caricati verranno crittografati e trasmessi tramite il protocollo HTTPS. Se la trasmissione dei dati fallisce o va in timeout (guasto della rete), i dati verranno ritrasmessi fino alla ricezione di un messaggio di feedback di successo.

5.4 Scelta dei contatori di energia

6. Conclusione

In una parola, il sistema di monitoraggio del consumo energetico dei grandi edifici pubblici presenta alcuni vantaggi e può soddisfare le attuali esigenze di sviluppo sociale e di risparmio energetico nel processo di funzionamento. Pertanto, in combinazione con le attuali esigenze di sviluppo del settore edile cinese, dovremmo innovare attivamente il sistema di monitoraggio del consumo energetico e le relative apparecchiature dei grandi edifici pubblici, migliorare le pertinenti strutture di supporto del sistema di monitoraggio del consumo energetico, analizzare dinamicamente e tempestivamente il consumo energetico dei grandi edifici pubblici, individuare tempestivamente i problemi causati dal consumo eccessivo di energia e apportare miglioramenti mirati, implementare veramente le esigenze di sviluppo del risparmio energetico e della riduzione dei consumi in Cina e nel mondo.